Java常见面试 八股文 JVM本地缓存

Java JVM 有本地缓存的概念，它通常指的是类加载器的缓存。在Java中，当程序需要加载一个类时，JVM会使用类加载器来查找并加载类。类加载器首先会检查缓存中是否已经加载了该类，如果已经加载，则直接返回缓存中的类对象，否则会使用类路径来查找并加载该类。

类加载器的缓存通常包括两部分：引用缓存和类对象缓存。引用缓存保存的是类加载器所加载的类的引用，而类对象缓存保存的则是类的实际对象。当程序需要使用一个已经加载的类时，JVM首先会检查引用缓存，如果该类的引用已经存在于引用缓存中，则直接返回引用缓存中的引用，否则会检查类对象缓存，如果该类的实际对象已经存在于类对象缓存中，则直接返回类对象缓存中的对象，否则才会使用类路径来查找并加载该类。

类加载器的缓存可以提高程序的性能，因为它可以避免重复加载同一个类。但是，缓存也可能导致一些问题，例如当类的定义发生变化时，缓存中的类对象可能会过期，此时需要清除缓存并重新加载类。另外，如果缓存的大小不够大，也可能会导致类加载器无法加载更多的类，从而影响程序的正常运行。

在Java应用程序中，可以使用本地缓存来提高性能和响应速度。Java中的本地缓存可以基于内存或磁盘存储，并且可以使用多种开源库进行实现，例如Ehcache、Guava Cache、Caffeine等。这些缓存库都提供了丰富的功能和配置选项，可以轻松地实现本地缓存。

以下是一个基于Ehcache的本地缓存示例，演示如何在Java应用程序中使用缓存：

1. 引入Ehcache库

首先需要在项目中引入Ehcache库，可以使用Maven或Gradle进行依赖管理。

Maven:

xmlCopy code<dependency>
    <groupId>org.ehcache</groupId>
    <artifactId>ehcache</artifactId>
    <version>3.9.4</version>
</dependency>

Gradle:

groovyCopy codedependencies {
    implementation 'org.ehcache:ehcache:3.9.4'
}

2. 创建缓存管理器

在Java代码中创建一个缓存管理器，用于管理缓存的生命周期和配置。

javaCopy codeimport org.ehcache.Cache;
import org.ehcache.CacheManager;
import org.ehcache.config.builders.CacheConfigurationBuilder;
import org.ehcache.config.builders.CacheManagerBuilder;
import org.ehcache.config.builders.ResourcePoolsBuilder;
import org.ehcache.expiry.Duration;
import org.ehcache.expiry.Expirations;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CacheManagerFactory {
    private static final String CACHE_NAME = "myCache";
    private static final int CACHE_MAX_ENTRIES = 1000;
    private static final long CACHE_EXPIRATION_TIME = 10L; // 单位为秒

    private static CacheManager cacheManager = null;

    public static synchronized CacheManager getCacheManager() {
        if (cacheManager == null) {
            cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder().build();
            cacheManager.init();

            Cache<String, Object> cache = cacheManager.createCache(CACHE_NAME, CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(
                    String.class, Object.class, ResourcePoolsBuilder.heap(CACHE_MAX_ENTRIES))
                    .withExpiry(Expirations.timeToLiveExpiration(Duration.of(CACHE_EXPIRATION_TIME, TimeUnit.SECONDS)))
                    .build());
        }
        return cacheManager;
    }
}

在上面的示例中，我们使用了Ehcache的API来创建缓存管理器和缓存。缓存管理器可以管理多个缓存实例，缓存实例包含了实际存储数据的逻辑。我们在缓存实例中指定了缓存最大条目数和缓存过期时间。在上面的代码中，我们设置缓存过期时间为10秒，并且在缓存条目超过1000个时使用LRU算法自动清理缓存。

3. 存储和获取数据

在Java代码中，我们可以通过缓存实例来存储和获取数据：